一種適用于SMT通用工裝的設計

田華磊 高 飛

貴州航天電子科技有限公司，貴州 貴陽 550009

一種適用于SMT通用工裝的設計

田華磊 高 飛

貴州航天電子科技有限公司，貴州 貴陽 550009

通過設計一種新型的通用工裝，解決小形和異形印制板無法滿足SMT全自動生產設備的裝夾要求，同時要求該工裝具有質量輕、通用特性好、定位精度高、使用方便的特點。

小形印制板；異形印制板；通用工裝

引言

由于電子產品結構設計需要，在SMT生產過程中經常會遇到小形印制板（尺寸小于50 mm×50 mm）和異形印制板（非矩形印制板）的加工任務。這兩種類型印制板不滿足全自動印刷機、貼片機的軌道裝夾要求，因此無法采用全自動設備進行生產。（印刷機和貼片機對印制板外形要求為尺寸大于50 mm×50 mm的矩形印制板。）

目前，SMT加工企業(yè)解決小形印制板和異形印制板的生產方法主要有：（1）設計之初，增加工藝邊或拼版改變印制板外形；（2）設計專用工裝；（3）設計通用工裝。這三種方法各有利弊，相互補充。本文設計了一種操作簡單、適用性強、定位精度高的通用工裝，以解決電子產品在試制階段的小形印制板和異形印制板的加工任務。

1 技術現狀

在電子產品加工中，解決各類小形印制板和異形印制板的方法存在以下問題：

（1）設計時改變印制板外形，小形印制板采取拼板設計，異形板增加工藝邊[1]。拼板設計不適用高可靠性要求的印制板，小于1 mm以下厚度的印制板不適合做拼板；拼板在分板時，存在應力問題，對操作技能和方法要求高。

（2）專用工裝。加工制作專用工裝周期長，每個專用工裝只能針對一種產品，產品種類多了之后，存在管理困難的情況。

（3）通用工裝。工裝過重進入設備時，由于慣性過大對設備的擋針、擋板器、皮帶造成損傷[2]；適用性差，只能解決60 mm×60 mm的小形印制板和異形印制板的生產；通用性差，一個通用工裝只能解決一種厚度的印制板（通常印制板厚度規(guī)格有：0.5 mm，1 mm，1.6 mm，2.0 mm等）；操作不方便，工裝沒有標準參照物，活動機構多，在使用過程中存在定位困難和操作煩瑣的問題。

因此，在產品試制階段，需要一種適用于小形印制板和異形印制板加工的通用工裝，以滿足自動化設備裝夾要求。

2 通用工裝設計

2.1 設計要求

通過設計一種新型的通用工裝，滿足 SMT生產小形印制板和異形印制板的生產問題，同時還要解決目前工裝設計中存在的弊端。要求新設計的通用工裝具有以下特點：質量輕、使用輕便，不會對設備造成損傷；適用性好，可以解決100 mm×100 mm以下的小形印制板和異形印制板的生產問題；通用性好，一個工裝就能滿足各類厚度印制板的生產；可以進行印制板的精確定位，操作簡單。

2.2 通用工裝設計

2.2.1 工裝主體設計

通用工裝主體部分設計：材料選用輕質、耐用、不易變形的鋁合金為工裝材料，厚度8 mm，質量控制在380 g以內。工裝主體尺寸根據印制板適用尺寸和工裝重量優(yōu)化后，定為198 mm×186 mm。在工裝主體中間部位采用內沉面設計，加工一個170 mm×158 mm的槽體，印制板與滑塊置于槽體內，滑塊高度與工裝主體保持共面。工裝主體四周，銑去寬10 mm，留1.6 mm厚的裝夾邊，同時銑出6條滑塊活動槽，通用工裝主體圖。

此設計保障工裝整體面的共面性（工裝主體、固定滑塊、印制板處于同一水平面），印刷機刮刀在運行過程中不會由于工裝不共面造成刮刀損傷。不管什么厚度的印制板在使用通用工裝后，只有一個厚度，即通用工裝裝夾邊厚度1.6 mm，不用考慮和計算印制板裝入工裝后的高度差，這樣就解決了通用工裝在高度方向上的精度問題。

2.2.2 固定滑塊設計

為實現通用工裝對不同厚度印制板的裝夾功能，固定滑塊設計成正方形在4個面銑出不同高度（厚度規(guī)格：1 mm、1.6 mm、2.0 mm、2.5 mm）。使用時遇到不同厚度印制板，選用滑塊相應的厚度面；固定滑塊底部設計成8 mm×8 mm×2.2 mm方形鍵，放入通用工裝主體部分的槽內，保證固定滑塊不會發(fā)生旋轉、扭動，滑塊設計如圖1所示。

合理設計工裝夾塊，在夾塊的四個面設計不同高度的臺階，臺階高度在設計上不但考慮到目前常用印制板的厚度，還具有一定的上下兼容特性，如1 mm臺階可以兼容0.8 mm左右的印制板厚度，最大限度地滿足不同厚度的印制板尺寸。在使用過程中根據印制板厚度調節(jié)滑塊方向，具有操作簡單、使用靈活、方便的特點。

圖1 固定滑塊設計

2.2.3 輔助設計

在X向、Y向滑槽旁邊，使用激光打標機，打50 mm的刻度線。刻度尺的設計解決了4個方向的滑塊在固定印制過程中只能憑借眼睛感覺印制板是否居中的問題，可以根據刻度調節(jié)滑塊的位置，保障印制板處于工裝的中心位置，方便全自動印刷機印制板與網板對位參數的調節(jié)；所有直角邊進行圓角化設計[3]，平面粗糙度設計為6.3，保障在軌道傳送中傳送順暢；固定螺釘選用鍍鉻梅花型螺釘，既耐用，又方便使用，如圖2所示。

圖2 通用工裝TYGZ-A01示意圖

3 總結

通用工裝TYGZ-A01的設計，解決了企業(yè)在產品研發(fā)設計過程中的一些特殊問題，如小形印制板和異形印制板的全自動印刷和貼裝問題。此工裝具有質量輕、通用特性好、精準高、使用方便的特點。

[1]張文典.實用表面組裝技術[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[2]宣大榮.表面組裝技術（SMT）工程師使用手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[3]王豫明.貼片工藝與設備[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008.

Design of a General Tool for SMT

Tian Hualei Gao Fei
Guizhou Aerospace Electronic Technology Co., Ltd., Guizhou Guiyang 550009

The design of a general type of equipment, solves the small and irregular shape of printed circuit board SMT automatic production equipment fixture that cannot meet the requirements, The general type of eauipment should have the advantages of light weight, good general properties, high positioning accuracy and easy to use.

small printed circuit board; special-shaped printed circuit board; general tooling

TN957

A

1009-6434（2017）7-0008-02

田華磊（1979—），男，漢族，陜西西安人，當前職務為主管工藝師，當前職稱為工程師，本科學歷，研究方向為表面貼裝技術。